井震聯合分析技術在復雜河流相儲層刻畫中的應用

郄瑩，王建立，馬佳國，白清云，李文濱

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

0 引言

在油田開發后期的高含水階段，油藏砂體水淹較嚴重，剩余油高度分散，如何對剩余油挖掘，是油田開發后期的難點和研究重點。油田開發初期，由于受油田資料和認識局限，往往對砂體內部沉積特征認識不夠深入，對砂體內部非均質性的認識程度也相對較低；油田開發后期，砂體沉積的非均質性使得開發井生產動態上呈現出較強的差異性。由于曲流河頻繁改道、側向遷移，造成河流相沉積結構復雜，厘清曲流河縱向沉積的期次、廢棄河道及點壩等沉積特征，找到影響開發單元內流體阻擋層，是指導剩余油挖掘的關鍵［1-2］。

本文以渤海灣盆地沙壘田凸起區為例，基于豐富的地質認識和大量開發井生產動態資料，以及高分辨率采集和處理的地震資料，對復雜曲流河相儲層進行了精細解剖，描述了曲流河主要沉積期次、廢棄河道、點壩及側積夾層，并據此分析了廢棄河道和側積夾層對剩余油的控制作用，以指導開發井部署和剩余油挖掘［3-4］。

1 油藏地質概況

研究區目的層為渤海灣海域新近系明化鎮組（埋深650～ 1 100 m）砂體，沉積相為曲流河沉積。油田2004年投產，目前采出程度為7.1%，綜合含水率達到86.5%，為低采出、高含水油田。目的層L9砂體由于曲流河多次側向遷移、廢棄改道，形成了連片分布的砂體。開發初期認為該砂體連片穩定發育，但隨著開發井逐漸增多，從油藏生產動態信息上暴露出以下幾方面問題：一是相鄰開發井生產動態差異較大，尤其在低含水穩產期；二是原來認為L9砂體是一個油藏系統，但后期不同開發井鉆遇了不同的油水界面；三是同一砂體不同區域開發井含水上升率差異較大。由此看來，目的層砂體沉積過程復雜，開發井生產動態（包括各井油水界面、水淹快慢等）矛盾突出，需要對砂體進行精細研究，解剖復雜曲流河儲層的內部構型，以實現對剩余油的挖掘。

2 高分辨率地震資料采集處理

目的層埋藏深度相對較淺，在900 m左右。由于海上油田開發井井距相對較大，井網稀疏，對儲層認識更依賴于地震資料預測［5-6］。為實現對目的層復雜河流相儲層的精細解剖，對油田進行了針對性高分辨率地震采集和處理。地震采用雙源六纜采集，震源為小容量多槍相干提高激發子波，接收系統為小道間距、小炮間距，面元為18.75 m×12.50 m。在對獲得的地震資料處理時，盡可能在有效頻率范圍內保護高頻成分，為此，采用phase-shift三維偏移處理技術。處理后的目的地震資料頻帶在10～ 110 Hz。該高分辨率地震資料對薄儲層刻畫較好，如該油田A6井在埋深700 m左右鉆遇16 m儲層，常規地震資料和90°相移資料對該砂體中間的3.6 m泥巖夾層有較好的分辨，實現了對薄儲層的精細識別（見圖1）。

圖1 高分辨率地震資料可識別約4 m厚的泥巖夾層

3 砂體構型精細研究

3.1 高分辨率地震河道識別

高分辨率地震資料采集及處理，為新近系河道識別研究奠定了堅實基礎［7］。為了從地震資料中獲得更加清晰的曲流河沉積信息，引入用于檢測細微斷層的地層傾角振幅對比屬性來檢測平面河道沉積。該地震屬性基于貝爾算子來求取3個維度的變化梯度，再通過自適應的方式為3個維度進行加權，以刻畫微小差異。具體實現步驟為：先計算地震純波數據的地層傾角數據體；再以地層傾角數據體為約束，計算振幅對比屬性，在該數據體上制作采樣率級別的等時切片；最后基于地層傾角振幅對比屬性切片，研究目的層段沉積變化規律。利用該技術得到的地層傾角振幅對比切片與常規沿層地震振幅切片對比如圖2所示。

圖2 地層傾角振幅對比切片與常規沿層地震振幅切片

可以看出，常規沿層地震振幅切片（見圖2a）與基于地層傾角振幅對比切片（見圖2b）對河道的刻畫相比，后者對曲流河沉積特征細節描述更加清晰，能夠對復雜河流相的沉積特征和沉積期次有較好的描述 （見圖 3）［8-9］。

通過對地層傾角振幅對比切片（見圖3）深入分析認為，研究層L9砂體主要發育早、中、晚3期曲流河沉積。其中：早期和晚期以沉積規模較小的曲流河沉積為主，河道特征清晰，具有泥巖背景中曲流河道沉積特征，部分開發井鉆遇曲流河，證實為含油砂體；中期為沉積主要時期，儲層為曲流河多次改道、側向遷移及廢棄，且規模較大、連片分布的復雜曲流河沉積，地震振幅對比屬性中河道特征不明顯，但砂體分布范圍邊界比較清晰。L9砂體開發井主要在中期砂體，已鉆23口生產井動態顯示，該期砂體比較復雜，且鉆遇多個油水界面，需要深入剖析內部沉積結構［10］。

圖3 基于地層傾角振幅對比切片的L9砂體沉積期次劃分

3.2 單期河道與點壩識別及預測

中期主力砂體主要為曲流河側向不斷遷移形成的連片砂體。曲流河沉積過程分為3個階段：第1階段是側向遷移，多個側積體組成了單個點壩，每個側積體之間被側積泥巖夾層分隔；第2階段是截彎取直，多個點壩組成了單期河道，每個點壩之間被廢棄河道分隔；第3階段是垂直下切，2期河道之間以垂向加積的隔層分開，當垂向加積的泥巖隔層較薄時，局部被全部剝蝕，2期河道砂體組成復合河道［11］。

基于以上分析，對于高含水階段油田，需對剩余油富集具有隔擋作用的巖性（如廢棄河道、側積夾層）進行識別和預測。從沉積規律看，廢棄河道主要沉積泥巖，識別出廢棄河道對挖掘富集部位剩余油具有重要意義。生產實際和模擬表明，水平井方位與側積夾層方位對剩余油富集程度有較明顯的控制作用。以現代河流沉積規律為指導，通過構型解析刻畫出廢棄河道和側積夾層的展布——可將曲流河砂體分解為點壩，再到側積體，循序漸進地刻畫砂體的連通性。在連通性描述的基礎上，結合廢棄河道和側積夾層，弄清剩余油的控制機理，進而刻畫出剩余油分布［10］。

3.2.1 廢棄河道識別

L9砂體中期為沉積主體，儲層沉積厚度較穩定，在8～ 12 m。從巖心、已鉆井測井曲線特征看，該砂體的曲流河沉積特征明顯。平面上，該砂體相鄰開發井生產動態和含水率上升速度差異較大；垂向上，在該砂體鉆遇了多個油水界面，鉆遇界面間距最大達8 m。曲流河沉積規律表明，河道頻繁地側向遷移、改道、截彎取直，會造成河道的廢棄，而廢棄河道內一般沉積湖相泥巖，對儲層連通性影響較大。

廢棄河道在地震上具有弱振幅響應特征，鉆井揭示，其儲層缺失或減薄，以泥巖為主。以實鉆地質參數為基礎建立的地質模型，也證實了廢棄河道為弱振幅響應特征，圖4中弱振幅條帶即廢棄河道。由于廢棄河道阻擋了砂體平面上的連通性，也就造成了油水界面不一致和相鄰井生產情況差異大的問題［12］。

圖4 基于地層傾角振幅對比切片的L9砂體地震識別與預測

3.2.2 點壩識別

點壩為曲流河重要沉積微相，也是曲流河沉積的主要儲層。點壩是不同洪水期側積體疊加而形成的，側積體之間往往發育泥質斜交層面的泥巖夾層［13］。從地層傾角振幅對比屬性看，點壩沉積相表現出較強的振幅響應特征（見圖4）。在點壩部署的開發井實鉆儲層厚度一般較大，開發生產效果較好，因此，點壩是油田開發井位部署的優勢區域。

3.2.3 側積夾層預測

在沉積特征上，點壩是由河流側向加積作用形成的，而不同周期形成的側積體之間發育泥質斜交的側積夾層。油藏數值模擬和油田實際生產動態表明，側積夾層對兩側點壩砂體內部流體有較強的阻擋作用，會形成剩余油的局部富集。地震資料能夠對點壩有較好的描述，但不能從中識別出側積夾層［13］。

為了能夠準確預測出側積夾層的發育情況，依據曲流河沉積規律，利用地震資料識別的廢棄河道和點壩沉積，可以預測出側積夾層的大致分布方位；然后，利用已鉆23口水平井鉆遇的側積夾層進行標定，確定側積夾層發育的層數，進而建立起側積夾層空間分布模式，預測出油田廢棄河道和側積夾層的分布（見圖4）。結合生產井生產動態，可以為砂體剩余油挖掘提供依據。

4 剩余油預測

通過將高分辨率地震資料與鉆井、油藏生產動態等綜合起來進行研究，精細刻畫了L9砂體的沉積期次，預測了廢棄河道及側積夾層的平面特征，為剩余油的挖掘提供了依據。

廢棄河道和側積夾層的分布狀況，與油田開發井生產動態有較好的對應。圖4中A5，A6兩口開發井相距較近，但二者的生產動態差異較大，這是因為2口井位于廢棄河道兩側的不同點壩上。而同一砂體的2口井鉆遇不同油水界面，則是因為廢棄河道的阻擋。L9砂體全部為水平井開發，水平井的方位與側積夾層的方位對油田生產有較大影響：垂直于側積夾層的開發井含水率上升慢，穩產期長，累計產油量高；而平行于側積夾層的開發井含水率上升快，累計產油量低，不能將鄰近側積夾層的剩余油進行較好的開發［14］。

基于地層傾角振幅對比屬性與地質認識，結合開發井油藏動態信息的預測結果進行開發井部署，可較好地挖掘剩余油，延長開發井的穩產期［15］。

5 結論

1）基于高分辨率地震資料，采用地層傾角振幅對比屬性，可以對新近系復雜曲流河沉積期次、廢棄河道及點壩進行較好的識別，為復雜曲流河沉積儲層精細表征奠定了基礎。

2）通過井震聯合分析，識別出廢棄河道、點壩及側積夾層，尤其是對廢棄河道和側積夾層的預測，可以指示油藏剩余油富集區，指導水平井的部署。